本帖最后由 oldfang 于 2012-7-18 11:42 编辑
最近看到很多人做阻容降压的东西，看了下网上的资料，其实也不是那么简单，很多地方都要注意。
查了点资料，也做了个小夜灯，老化了个把星期好像没有问题。
一、基本概念
电容降压的工作原理并不复杂。它的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA（68mA多一点）。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。
容抗：Xc=1/(2*π*f*C)
流过的电流：Ic=U/Xc
二、计算举例
图3中，已知C1为0.33μF，交流输入为220V/50Hz，求电路能供给负载的最大电流。 C1在电路中的容抗Xc为:
Xc=1 /（2 π f C）= 1/（2*3.14*50*0.22*10-6）= 14.476K
流过电容器C1的充电电流（Ic）为：
Ic = U / Xc = 220 / 14.476 = 15mA。
通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为：
C=14.5*Io，其中C的容量单位是μF，Io的单位是mA。
三、实际应用
图1为LED恒流电流，稳压的压降减去BE压降就是E极电阻上电压，从而恒流。由于线性恒流功耗在三极管上很大，所以此电路适合多个LED串联，以降低三极管功耗。
图1：
图2光控LED小夜灯，B极对地电阻是光敏电阻，白天时P管导通LED不亮；晚上P管截止LED导通。
图2：
图3为普通LED小夜灯。
电路中R2是为C1放电的电阻；防止在快速插拔电源插头或插头接触不良时C1电容上的残余电压和电网电压叠加对后续器件形成高压冲击和防止拔出电源插头后接触到人体对人员产生伤害，所以此RC时间常数在理想状态下≤T（T=1/F，F=50Hz），但在实际使用当中R1不能取太小，否则R1功耗太大，一般我们取RC时间常数≤300mS。 电路中R3、R4为限流电阻；此电阻主要是防止首次上电和在快速插拔电源插头或插头接触不良时所产生的高压冲击对整流二极管的损坏，电容C2在首次上电如果刚好碰在波峰处，因C2在通电瞬间呈短路状态，此时交流电源直接加在R2、R3和整流管上，R3、R4上有220VAC×1.414=311VDC瞬间直流电压；电容C2在快速插拔电源插头或插头接触不良时，如果电容C1在第n+1波峰处断电，在n+2波峰处通电，电容C1在n+1到n+2时间内放掉⊿V（由C1，R2决定），此时R3、R4上有220VAC×1.414+（220VAC×1.414-⊿V） =622VDC-⊿V瞬间直流电压，如果考虑到电网电压的波动，此电压会更高，所以R3，R4要选择耐电流冲击强和耐高压的电阻，一般选用大功率氧化膜电阻或金膜电阻，R3、R4总电阻不能太小，也不能太大，电阻太小冲击电流大，电阻太大整个电路功耗增大，整流二极管的峰值电流一般会比较大，如1N400X系列峰值电流为200A，所以一般取R3、R4总电阻=40-50Ω之间。下面的DIY板中考虑功耗不是最求的主要目标，电阻取的200R，冲击电流很小保证了长期可靠性。而且其功耗才0.045W相当小。 C2滤波电容，一般成本考虑都是选择稍高于负载电压。比如50V即可，但是考虑到LED生产中插反或者长期使用中LED开路等异常情况，310的直流会全部灌到电解上，防止电容爆炸等意外情况。选择400V电解则没有此风险。 在网上买的那些可充电的LED小夜灯就是加了个铅酸蓄电池4V，没有限压装置，所以都是在外壳上标明充电时间，过了时间电流都用于发热，电解液消耗厉害，寿命减短。不能直接换成锂电充电，尤其是没有带保护板的锂电绝对不能替换，否则爆炸或者起火。 图3：
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详细的波形请看完整版的PDF，图片一个个上传太麻烦了。
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发表于 2012-7-18 11:31:22
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